研究:超大質量黑洞或可能由坍塌的暗物質暈形成

據媒體報導,超大質量黑洞被認為成長緩慢,在數十億年的時間里它們會從周圍吸收物質。但如果是這樣的話,它們又是是如何在宇宙誕生初期出現的呢?現在,研究人員提出了一個新的起源故事–黑洞種子是由自我交互的暗物質暈的坍塌產生。

研究:超大質量黑洞或可能由坍塌的暗物質暈形成

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超大質量黑洞的質量是太陽的數百萬或數十億倍,其潛伏在大多數星系的中心。目前,關於黑洞是如何形成的最被廣泛接受的說法是,原始氣體的小塊坍縮成較小的黑洞「種子」,在數十億年的時間里,它們跟其他黑洞融合、吞噬恆星、塵埃、氣體和任何離得太近的東西。

但最近的發現反駁了這一假設。越來越多的超大質量黑洞在遙遠的地方被發現,這表明它們在大爆炸後的幾億年內就已經存在。根據現有的模型,這不足以給它們足夠的時間成長到這麼大。

又是天文學家提出了其他的說法。最近的一項研究表明,早期的超大質量黑洞實際上是在巨大的原始恆星(質量是太陽的幾萬倍)變成超新星後產生的。

由加州大學河濱分校(UCR)的研究人員領導的團隊在這項最新研究中提出了一個新想法。該想法圍繞暗物質建立,這種神秘的物質被認為構成了宇宙中的大部分物質並通過其引力將星系聚集在一起。

傳統觀念認為暗物質會在宇宙中自然地聚集成暈。UCR團隊則指出,在某些情況下,這些暗物質暈最終會變得足夠緻密,然後在自身引力的作用下坍塌進而形成黑洞種子。

這里的關鍵在於,在這種情況下,暗物質需要自我作用。研究人員表示,如果暗物質粒子能相互作用,那麼坍塌的光暈將會收縮並產生一種粘性從而減慢其旋轉速度。最終,這將觸發黑洞種子,反過來,它可以通過吸食該地區的常規物質如塵埃和氣體來獲得快速生長。

這項研究的首席研究員Yu Hai-Bo指出:「我們設想的優勢在於,種子黑洞的質量可以非常高,因為它是由暗物質暈坍塌產生。因此,它可以在相對較短的時間尺度內成長為超大質量黑洞。」

雖然自我交互暗物質是快速增長的超大質量黑洞之謎的一個相當方便的解釋,但它也存在一些警告。最主要的一個是,最廣泛接受的模型認為暗物質不會跟自己相互作用–但這並不是完全不可能的。許多模型確實允許這種相互作用存在,並且天文學家確實已經發現了支持這一觀點的證據。

相關研究報告已發表在《Astrophysical Journal Letters》上。

來源:cnBeta